Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Факторы, влияющие на воспитание и проявление точности двигательных действий футболистов 11
1.1 Соревновательная двигательная активность футболистов и ее физиологические показатели 11
1.2 Сила как физическое качество и механизмы ее воспитания у футболистов 17
1.3 Точность двигательных действий как способность спортсмена в футболе . 28
1.4 Модели управления движениями и формирования точностных
двигательных действий человека . 30
1.5 Заключение по 1-й главе . 41
ГЛАВА 2 Методы и организация исследования . 44
2.1 Методы исследования . 44
2.1.1 Анализ литературных источников 44
2.1.2 Антропометрия . 44
2.1.3 Лактатометрия 44
2.1.4 Педагогическое тестирование . 45
2.1.5 Срочный педагогический эксперимент . 45
2.1.6 Долговременный педагогический эксперимент 46
2.1.7 Методы атематической статистики 48
2.2 Организация исследования . 48
ГЛАВА 3 Закономерности срочной адаптационной реакции на выполнение локальных силовых упражнений при оценке точности ударов футболистов 49
3.1 Методика оценки точности ударов футболистов по воротам . 50
3.2 Влияние динамических силовых упражнений на точность ударов футболистов 51
3.3 Влияние локальных статодинамических силовых упражнений на точность ударов футболистов 53
3.4 Сравнительный анализ степени влияния динамических и статоди- намических силовых упражнений на точность ударов 55
3.5 Заключение по 3-й главе 60
ГЛАВА 4 Результаты долговременного педагогического эксперимента 61
4.1 Изменение показателей физического развития, подготовленности и точности выполнения ударов футболистов при выполнении динамических силовых упражнений 62
4.2 Изменение показателей физического развития, подготовленности и точности выполнения ударов футболистов при использовании в тренировке статодинамических силовых упражнений 64
4.3 Сравнение результатов педагогичес кого эксперимента в группе «динамики» и «статодинамики» 66
4.4 Обсуждение результатов проведенного исследования . 79
Выводы . 88
Практические рекомендации 90
Список сокращений и условных обозначений 92
Список литературы
- Точность двигательных действий как способность спортсмена в футболе .
- Лактатометрия
- Влияние локальных статодинамических силовых упражнений на точность ударов футболистов
- Изменение показателей физического развития, подготовленности и точности выполнения ударов футболистов при использовании в тренировке статодинамических силовых упражнений
Точность двигательных действий как способность спортсмена в футболе .
Физиологическая реакция организма футболистов на соревновательную нагрузку проявляется в изменении основных показателей работы сердечнососудистой, дыхательной и мышечной систем.
Аэробные способности, которые оцениваются по МПК или потреблению кислорода на уровне АнП, являются важными механизмами в энергообеспечении соревновательной деятельности футболистов. Эмпирические исследования показали [91, 122] высокую и достоверную корреляционную связь (r=0,6-0,89) между кинематическими показателями соревновательной активности (расстояние, набранное за матч) и показателями МПК, мощности или ПК на уровне АнП. Нетрудно догадаться, что высокие показатели потребления кислорода необходимы у футболистов для ускоренного восстановления запаса АТФ и КрФ в мышцах ног. Очевидно, что основная работа совер шается при выполнении многочисленных ускорений во время матча, а потребление кислорода необходимо для восстановления.
Ускорения, выполняемые с максимальной и околомаксимальной интенсивностью, вызывают рекрутирование всех ДЕ. В этом случае становятся активными ОМВ (I тип), ОГМВ (IIа) и ГМВ (IIв). В них тратятся фосфагены (АТФ и КрФ), а вот ресинтез их осуществляется аэробным механизмом в ОГМВ и отчасти – в ОМВ и анаэробным гликолизом (с образованием лактата и ионов водорода) в ГМВ. Нетрудно догадаться, что большая масса гликолитических мышечных волокон вызывает быстрое накопление продуктов анаэробного гликолиза в мышечных волокнах (мышцах, а затем в крови) [11, 66, 68, 77, 117, 118, 120, 128, 142, 163, 178]. Результаты исследований футболистов разных стран: Англии, Германии, Дании, Швеции [91, 100, 102, 107, 122, 148, 150, 165, 168, 175] показали, что футболисты в среднем накапливают в крови до 4-9 мМ/л лактата. Надо заметить, у отдельных игроков степень накопления лактата составляла 10-15 мМ/л. В ходе игры концентрация молочной кислоты (МК) изменяется. МК накапливается в начале первого тайма и в середине может достигать 7±2 мМ/л. При таком закисле-нии сила мышц уменьшается, поэтому активность футболиста подстраивается под состояние исполнител ьного аппара та, поэтому стабилиз ируется в крои концентрация МК. За время перерыва между таймами МК частично элиминируется до 2-3 мМ/л. В начале второго тайма МК немного повышается и стабилизируется на уровне 4,68±2мМ/л [91].
Средний пульс у среднего игрока в матче составляет 157 уд/мин или 70-80% от максимальной ЧСС [19, 91, 122].
Уже первые ускорения в игре приводят к накоплению лактата в мышцах. Молочная кислота дифф ундир ует в кровь и в соседние окислительные МВ. В ОМВ (I тип) лактат ингибирует окисление жиров, поэтому главным субстратом метаболизма в митохондриях во время игры в футбол становится глюкоза и гликоген ОМВ (I тип) и ГМВ. В результате исследований шведского физиолога Иры Джакоб с взятием проб мышечной ткани до и после матча, было показано, что гликоген у футболистов в четырехглавой мышце бедра исчерпывается почти полностью. В этом случае тратится около 600 г гликогена [91, 122]. Следовательно, выполнение ускорений по ходу матча реализуется путем ресинтеза АТФ и КрФ во всех МВ путем аэробного и анаэробного гликолиза за счет гликогена [91].
Таким образом, для развития специальной работоспособности футболистов, т.е. умения совершать в заданном объеме (по норме) количество рывков с околомаксимальной максимальной интенсивностью, требуется: выполнять упражнения для создания высокого уровня скоростно-силовых способностей; выполнять упражнения для развития аэробных возможностей мышечных волокон в мышцах ног футболистов.
Это означает, что необходимо наращивать митохондриальную массу в мышечных волокнах (увеличивать активность ферментов в ОМВ, ОГМВ, ГМВ) [68, 155].
Функциональная подготовленность футболистов имеет свои особенности. Она оценивается с помощью, как правило, лабораторных инструментальных методов и контрольных педагогических тестов.
Максимальные аэробные способности оцениваются по максимальному потреблению кислорода (МПК). МПК измеряется при выполнении ступенчатого теста. МПК у футболистов изменяется в пределах 59-63 мл/кг/мин [18, 19, 68, 91, 122]. В прошлом определяли мощность работы при выполнении упражнения на велоэргометре. Темп выбирался 60 или 75 об/мин. Далее графическим или математическим способом по двум попыткам с разной мощностью вычисляли мощность, которая соответствовала пульсу 170 (М-170) уд/мин. По данным тестирования в 1970-1990 гг. у советских футболистов высшей квалификации (высшая или премьер лига) мощность при достижении пульса 170 уд/мин, М-170 (PWC170) составляла 1500±150 кгм/мин (1000-1980) [18, 19], или 250±25 Вт (3,5 лО2/мин).
Исследование со взятием биопроб (биопсия) мышечной ткани в мышцах ног показало, что: - четырехглавая мышца бедра (боковая головка) содержит 40% ММВ и 60%
БМВ; медленное МВ площадь поперечного сечения 5500 мкм2, БМВ – 7000 мкм2. Футболисты второй лиги слабее, у них поперечное сечение соответственно 5000 и 6500 мкм2» [91, 122, 163]; - вокруг каждого окислительного мышечного волокна имеется 5-6 капилля ров.
Надо заметить, что средняя степень гипертрофии МВ, в частности, у штангистов, значительно больше. Площадь поперечного сечения ММВ составляет 6600 мкм2, а быстрых БМВ – 11000 мкм2 [163].
Следовательно, силовая подготовка футболистов может быть важным резервом в повышении квалификации игроков.
В икроножной мышце высококвалифицированных футболистов были зарегистрированы 56% ММВ, а поперечное сечение медленных МВ – в пределах 5000 мкм2, у быстрых МВ – в пределах 6000 мкм2.
Отметим, венгерские физиологи сделали биопсию мышечной ткани ног у юных 15-16-летних футболистов, которые входили в состав национальной сборной команды. Оценка функциональных способносте й показала, что МПК – 66 мл/кг/мин, доля ММВ в боковой мышце бедра – 48,6%, площадь медленных МВ – 4000 мкм2, быстрых МВ – 4300 мкм2. В икроножной мышце медленных МВ – 55,8%, площадь поперечного сечения медленных МВ – 2848 мкм2, быстрых МВ – 3770 мкм2 [163].
Таким образом, повышение квалификации футболистов связано с увеличением площади ММВ и БМВ и очевиден вывод [68] – увеличение силы мышц ног обеспечивает рост физической подготовленности футболистов.
По данным МПК нельзя различить уровень квалификации футболистов, поскольку квалифицированные футболисты и юноши имеют 56-66 мл/кг/мин. Следовательно, показатель максимал ьного потребления кислорода не является ин -формативным. Для оценки уровня аэробной подготовленности необходимо использовать мощность или потребление кислорода на уровне АнП.
Лактатометрия
Проблема воспитания точности двигательных действий спортсменов постоянно находится в поле зрения ученых разных стран, занимающихся теорией и методикой построения тренировочного процесса в различных видах спорта.
В России проблему совершенствования меткости, в частности, в спортивных играх, исследовал С. В. Голомазов [21, 24, 25, 26, 28, 29, 30, 31, 32, 35, 37, 38].
Согласно Голомазову С. В., Зациорскому В. М., Чирве Б. И. [35], под термином "точность" понимается степень соответствия результата двигательной задаче, а термин "меткость" обозначает способность человека выполнять движение точно. Способность точно поражать цель (меткость), достигаемая спортсменом в конкретном техническом приеме, сугубо специфична и, как показывает опыт, на уровне высокого спортивного мастерства не проявляет переноса тренированности на другие приемы [21, 22, 23, 24]. Высокие спортивные результаты зависят от того, насколько точно спортсмен может выполнять двигательные задачи. Двигательные задания в спорте, требующие точности выполнения, можно разделить на две группы. Первая группа – относятся движения, в которых точность оценивается по отклонению от заданной программы на всем протяжении движения. Вторая группа – составляют движения, оценка точности которых производится по конечному результату (попаданию в цель).
При выполнении точностных дейст вий необходимо соблюдать не только пространственную точность, но и пространственно-временную. Например, при выполнении паса важно выдерживать направление, длительность и скорость полета мяча [30].
С. В. Голомазов считает, что способность точно поражать цель является генерализованной координационной способностью. Под этим понимают, что, если человек точен в одном точностном действии, то он бывает точен и в других видах точностных действий [30]. Однако специальная точность выполнения соревновательных двигательных действий предполагает формирование двигательных навыков, которые не могут использоваться для решения иных двигательных заданий. Например, точностные двигательные навыки в футболе не способствуют увеличению точности бросков в корзину в баскетболе.
"Уровень проявления точности при выполнении двигательных действий определяется не только природной одаренностью, но и общей двигательной подготовленностью (известно, что спортсмены более точны в спортивных и трудовых движениях, чем люди, не занимающиеся спортом) и степенью владения конкретным техническим приемом, посредством которого решается двигательная задача" [30, с. 26]. 1.4 Модели управления движениями и формирования точностных двигательных действий человека
Скелетно-мышечный аппарат находится под управлением мозга, поэтому необходимо знать закономерности его функционирования. Разработки Н. А. Бернштейна и П. К. Анохина позволили построить простейшие модели мозга. Эти функциональные модели мозга позволили объяснить эмпирические законы управления движением у человека. Дальнейшее развитие кибернетических идей работы мозга были реализованы в работах Н. К. Рокотовой [63, 87]. Мозг был смоделирован в виде организации в единое целое следующих управленческих блоков:
Использование представления о блоках в мозге является техническим решением проблемы, поскольку никаких блоков в тканях мозга пока не обнаружено. Абстрактные образы блоков имеют значение для решения проблемы в различных технических устройствах, имитирующих работу мозга, но прямого отношения к реальной работе мозга нет.
Д. Хебб [130] предположил – все функции психики: память, эмоции или мышление связаны с работой нейронных ансамблей [89]. Под ансамблем нервных клеток понимают специфические нейронные сети. По теории Д. Хебба, при возбуждении нейрона в его синаптических связях происходят морфологические изменения. При этом изменения вызывают кратковременное повышение реактивно 31 сти нейронов (кратковременная память), в последующем должны произойти стойкие структурные изменения в синапсах (появляется долговременная память). На современном уровне знания морфолог ии нейронов и нейронных сетей следует корректировать с учетом представления об образовании новых шипиковых связей.
В настоящее время имеются знания об образовании межшипиковых связей, влиянии их на создание нейронных сетей, при этом механизмы формирования навыков стали более ясными. Пока нейрофизиологи склоняются к объединению всех теорий формирования памяти [89]. Электрические, синаптические и молекулярные процессы объединяются для объяснения механизмов запоминания.
Поверхность всех нейронов и их дендритов, отходящих от тела нейрона, покрыта шипиками и синапсами. Шипики имеют синапсы, как и окончания дендри-тов [89].
В соответствии с гипотезой Д. Хебба, происходит перестройка синаптиче-ских связей между нейронами. При этом происходит изменение длины дендритов, характера ветвления дендритов, изменяется количество шипиковых с вязей, как между дендритами, так и телами нейронов.
Биофизиками и нейрофизиологами было показано, что формирование моторных программ, хранение их в памяти связаны со структурными (морфологическими) перестройками в телах нейронов.
Информация, заключенная в ДНК, т.е. в генах клеточного ядра, обусловливает биосинтез белков. Повышение функциональной активности нервных клеток происходит при гиперплазии органелл внутри нейронов и дендритов. Анаболические процессы в нейроне повышают эффективность механизмов функционирования межшипиковых структур.
Влияние локальных статодинамических силовых упражнений на точность ударов футболистов
На диаграммах приведены данные для сравнения степени влияния динамических и статодинамических упражнений на точность ударов футболистов и накопление лактата у них в крови.
В группах ААББ наблюдается (рисунок 1) уже после первой серии силовых упражнений статистически достоверные различия по точности выполнения ударов.
Особенно большие различия отмечаются после выполнения последней, пятой серии силовых упражнений. Точность после выполнения пяти серий силовых статодинамических упражнений падает почти в три раза.
На диаграмме рисунка 2 представлены изменения концентрации лактата в капиллярной крови после выполнения динамических и статодинамических упражнений.
Видно, что выполнение статодинамических упражнений приводит к накоплению лактата в крови более чем 2 раза по сравнению с динамическими силовыми упражнениями. ААББ в группе ААББ В группе КФК точность выполнения ударов существенно ниже по сравнению с группой высококвалифицированных футболистов и старших по возрасту. Однако отмечается та же тенденция, а именно – в группе, выполнявшей динамические силовые упражнения, точность выполнения не только не ухудшилась, но даже имела тенденцию к росту. В группе, которая выполняла статодинамические силовые упражнения, точность выполнения ударов после первой серии снизилась в два раза, а после пятой серии – более чем в три раза. Это означает, что закономерность, обнаруженная в группах ААББ, нашла свое подтверждение в опытах в группах КФК (рисунок 3).
Изменение точности в ходе эксперимента в группе КФК На диаграмме рисунка 4 представлены изменения лактата в капиллярной крови после выполнения серии силовых динамических и статодинамических упражнений. Видно, что концентрация лактата после динамических силовых упражнений растет немного, а вот после статодинамических упражнений концентрация лактата растет и к пятому повторению достигает максимума. Очевидно, что прослеживается связь между ростом концентрации лактата в крови и точностью вы 58 полнения ударов по воротам.
На диаграмме рисунка 5 представлены данные об изменении точности выполнения ударов после выполнения динамических и статодинамических силовых упражнений в группах футболистов клуба «ПАРАНА». Видно, что в группе с выполнением динамических силовых упражнений к пятой серии силовых упражнений отмечается тенденция к росту точности выполнения ударов. А в группе, выполнявшей статодинамические силовые упражнения, отмечается систематическое снижение точности выполнения ударов. После пятой серии силовых статодина-мических упражнений точность снизилась почти в десять раз.
На диаграмме рисунка 6 представлены изменения в концентрации лактата в капиллярной крови. Видно, что после силовых динамических упражнений концентрация лактата изменилась мало. После выполнения силовых статодинамиче-ских упражнений концентрация лактата растет систематически от одной серии к другой.
Непосредственно после выполнения статодинамических локальных силовых упражнений было найдено значительное закисление организма и снижение точности выполнения ударов по воротам (см. главу 4).
Следовательно, срочные адаптационные процессы отрицательно сказываются на точности выполнения ударов по воротам. Очевидно, что после полного метаболизма избыточного лактата и ионов водорода точность выполнения ударов восстановится.
В рабочей гипотезе мы исходили из того, что удары на точность не выполняются в полную силу, поэтому ОМВ являются основными исполнителями производства внешней силы для выполнения точного удара в футболе. Поэтому увеличение силы ОМВ должно приводить к росту силы и точности выполнения ударов в футболе.
Динамические локальные силовые упражнения для тех же мышечных групп не могут дать того же эффекта, поскольку могут дать развитие только ГМВ, которые в точностных двигательных действиях имеют менее существенное значение по сравнению с ОМВ [72].
Для получения гиперплазии миофибрилл в ОМВ и ОГМВ, согласно данным В. Н. Селуянова [68, 72], необходимо добиться стрессового состояния, оптимального закисления ОМВ и ОГМВ, увеличить концентрацию свободного креатина в ОМВ и ОГМВ. В этом случае, при регулярных занятиях, а именно 1-2 раза в неделю, можно существенно увеличить силу ОМВ и ОГМВ.
Для проверки гипотезы о возможном влиянии силы ОМВ и ОГМВ на точность и силу ударов в футболе был выполнен долговременный педагогический эксперимент.
В результате научно-исследовательской работы были получены данные обследования футболистов группы «динамики» и группы «статодинамики» до и после педагогического эксперимента.
Изменение показателей физического развития, подготовленности и точности выполнения ударов футболистов при использовании в тренировке статодинамических силовых упражнений
Анализ литературных источников по проблеме исследования точности двигательных действий выявил законы, по которым воспитывается ме ткость (точность). Можно утверждать, что точностные двигательные действия являются функцией процессов управления. По результатам исследований С. В. Голомазова [30] можно утверждать, что нагрузки могут влиять: - на состояние сенсорных систем; - на изменение исполнительного аппарата (мышц).
Нагрузки могут характеризоваться различной биоэнергетической направленностью. Поэтому разные физические нагрузки вызывают особые и специфические концентрации продуктов метаболизма в крови спортсмена. Следовательно, положительное и отрицательное действие нагрузки можно рассматривать как результат изменения сенсорных систем или исполнительного (двигательного) аппарата. В случае положительного переноса физической нагрузки на точность двигательного действия, как правило, происходит совпадение тренировочных и соревновательных условий энергообеспечения.
Поэтому, по мнению и данным С. В. Голомазова [30], неспециали-зированность нагрузки вызывает отрицательный эффект, а специализированные нагрузки способствуют положительным изменениям при реализации точностных текущих и последующих действий.
В нашем эксперименте оказалась, что точность ударов зависит не от характера упражнения, а от степени закисления исполнительного аппарата (активных мышц), другими словами, утомления мышц.
Для получения прямого ответа на вопрос о влиянии степени утомления мышц на точность двигательного действия С. В. Голомазовым с соав. [31] был выполнен эксперимент. В качестве объекта наблюдения были выбраны броски в мишень дротиков (дартс).
Для определения степени утомления на точность бросков было предположено, что утомление зависит от концентрации молекул АТФ, АДФ, КРФ, от свободных радикалов перекисного окисления липидов, ионов водорода Н+ в мышцах, участвующих в двигательном действии. Если перед броском утомить мышцу и, не дав ей восстановиться, снова выполнить бросок, то будет наблюдаться систематическая ошибка.
В броске в мишень дротика участвуют в основном сгибатели и разгибатели локтевого сустава. Согласованное действие этих мышечных групп обеспечивает необходимую точность. Под согласованным действием этих мышечных групп понимается программа управления ими, выработанная в ходе предыдущего практического опыта. Многократное выполнение бросков дротика формирует в мозге спортсмена определенную двигательную программу. Очевидно, что эта программа рассчитана на активность мышц, находящихся в определенном «нормальном», т.е. неутомленном, состоянии.
Можно было предположить, что при утомлении мышц разгибателей локтевого сустава дротики, при реализации обычной двигательной программы, будут отклоняться вверх, а при утомлении сгибателей – вниз.
Перед выпуском дротика предплечье тормозится, поэтому при сильном торможении предплечья дротик летит вверх, а при слабом – вниз.
Для ослабления работы мышечной группы выполняли статодинамическое упражнение до сильного локального утомления, это приводило к исчерпанию запасов АТФ и КрФ в окислительных МВ. Поэтому мышца не могла адекватно реагировать на заданную активизацию в течение 60-90 с, вплоть до полного восстановления запасов КрФ. Следовательно, в первые 30 с восстановления должна отмечаться систематическая погрешность в метании дротика по сравнению с нормой. Для регистрации этого явления броски дротиков надо было выполнять каждые 2-5 с до полного восстановления мышц.
Эксперимент полностью подтвердил высказанные предположения, а именно – локальное утомление приводило к систематическим погрешностям в метании, а восстановление мышц возвращало точность метания дротиков к исходным значениям.
В нашем эксперименте были получены аналогичные результаты – выполнение динамических силовых упражнений не привело к существенному закислению мышц, реакция мышц на заданную программу управления не изменялась. В случае выполнения статодинамических упражнений, особенно при повторном их выполнении, без достижения полного восстановления, наблюдается накопление лак-тата в крови, а значит – ионов водорода и лактата в мышцах-разгибателях суста 82 вов ног, было зафиксировано снижение точности выполнения ударов в мишень.
Надо заметить, что в ходе эксперимента удалось получить побочный экспериментальный результат. Было показано, что выполнение статодинамических упражнений с интенсивностью 30-50% ПМ приводит к значительно большему за-кислению крови по сравнению с динамическими упражнениями той же интенсивности. Этот экспериментальный факт согласуется с результатами изучения физиологической реакции организма человека на статодинамические и динамические силовые упражнения в работах группы ученых ИМБП [56, 61]. В этих исследованиях было показано, что выполнение статодинамических упражнений с интенсивностью 50% ПМ приводит не только к сильному закислению крови, но и к выделению в кровь большого количества гормона роста, инсулиноподобного фактора роста и кортизола.
Результаты собственных исследований и литературных данных подтверждают достоверность разработанной гипотезы исследования о влиянии состояния периферии – исполнительного (скелетно-мышечного) аппарата – на точность выполнения двигательных действий как при выполнении их мышцами рук, так и ног.
Результаты этих исследований имеют прямое влияние на построение учебно-тренировочного процесса. Например, в рамках тренировочного занятия: - нельзя выполнять статодинамические упражнения в развивающем режиме во вводной части, поскольку утомленные мышцы не позволят эффективно выполнять точностные двигательные действия основной части тренировочного занятия; - статодинамические упражнения можно выполнять в тонизирующем варианте во вводной части занятия для ускорения процесса подготовки исполнительного аппарата к выполнению сложно-координационных действий; - статодинамические упражнения можно выполнять для достижения развивающего эффекта, т.е. гиперплазии миофибрилл в ОМВ, в конце основной части тренировочного занятия.
